Испытания на воздействие повышенной влажности и температуры среды

Испытания изделий на воздействие повышенной влажности проводят в целях определения их пригодности для эксплуатации и хранения, проявляющейся в сохранении внешнего вида и значений параметров в пределах установленных в НТД норм в условиях и (или) после указанных воздействий.

По характеру воздействия различают постоянный и циклический режимы испытаний. При постоянном режиме испытуемые изделия подвергаются постоянному действию температуры и относительной влажности (парциальному давлению водяных паров). При циклическом режиме испытаний имитируется периодическое, например суточное, изменение влажности и температуры, сопровождающееся конденсацией влаги и выпадением росы. По длительности воздействия различают длительные, кратковременные и ускоренные испытания. Длительные испытания проводят для проверки качества влагозащиты и коррозионной защиты.

Ускорение процесса испытаний достигается за счет повышения температуры, которое приводит к насыщению влажного воздуха, его конденсации и выпадению росы. При этом увеличивается абсолютная влажность воздуха и растет парциальное давление водяных паров, что способствует их проникновению во все трещины и капилляры изделия.

На основании вышеизложенного, предусматривается осуществление следующих методов испытаний:

· при длительных воздействиях – циклические режимы (16+8 ч) и (12+ 12 ч), а также постоянный режим без конденсации влаги,

· при кратковременных воздействиях—циклический режим и постоянный режим без конденсации влаги.

Воспроизводимость указанных методов испытаний существенно зависит от постоянства значений параметров испытательных режимов во времени. Для изделий радиоэлектроники особый интерес представляет анализ проникновения и диффузии водяных паров в изоляционные материалы, которые зависят от парциальных давлений. В связи с этим при специальных исследованиях воспроизводимости результатов испытаний в качестве критерия оценки пользуются изменением парциальных давлений водяных паров с течением времени при изменениях температуры

Анализ показывает, что для достижения хорошей воспроизводимости испытаний необходимо обеспечивать по возможности более резкое снижение температуры с верхнего предельного значения до нижнего. Однако при этом не должно быть резкого снижения относительной влажности,поскольку в таком случае это может привести к подсушиванию испытуемого изделия. Одновременно необходимо в зависимости от предельных значений температуры поддерживать определенные значения парциальных давлений водяного пара, соответствующие поглощению влаги изделием

Воспроизводимость испытаний зависит также от метода проведения испытаний. Если поддерживать верхнее значение температуры в течение 16 ч, то время возрастания парциального давления водяного пара уменьшается. Кроме того, принципиально сохраняются все преимущества циклических испытаний по сравнению с испытаниями при постоянных климатических воздействиях, и улучшается их воспроизводимость по сравнению с циклом длительностью 12 ч. Однако верхняя предельная температура должна поддерживаться более жестко. Часть цикла, в течение которого температура с нижнего предельного значения возрастала до верхнего, характеризуется выпадением росы, количество которой зависит от размеров прибора.

Анализ и расчеты показывают, что при установлении как широких, так и узких допусков на парциальное давление водяного пара испытания длительностью 16 ч при высокой предельной температуре дают более воспроизводимые результаты, чем при длительности 12 ч. При этом испытания с узкими допусками дают более воспроизводимые результаты, чем с широкими допусками. Сравнение циклических испытаний с принятыми допусками на парциальное давление водяного пара с испытаниями при постоянном климатическом воздействии показывает, что циклические испытания при выдержке в течение 16 ч на предельной температуре 40°С. при относительной влажности 95+3%, соответствующей парциальному давлению 139 кПа, соответствуют постоянным климатическим воздействиям в течение 24 ч при 40 ± 1°С и 95+3% относительной влажности воздуха, соответствующей парциальному давлению 129 кПа. С повышением предельной температуры допуск на парциальное давление водяного пара повышается.

Длительное испытание с постоянным климатическим воздействием более воспроизводимо, чем циклическое испытание. Однако циклическое испытание длительностью воздействия относительной влажности в течение 16 ч при более высокой температуре воспроизводится лучше, чем испытание длительностью 12 ч.

При разработке программы испытаний на воздействие повышенной влажности одним из главных вопросов является выбор степени жесткости, которая зависит от условий эксплуатации и исполнения изделия. Пользуясь таблицей 2.4-8.7, в зависимости от исполнения и категории размещения изделия определяют степень жесткости по влажности воздуха, а по степени жесткости, пользуясь таблицей 2.4-8.8, находят значения параметров испытательных режимов. При этом также решают, проводить ли длительные, кратковременные или ускоренные испытания в постоянном или циклическом режиме.

При испытаниях в циклическом режиме в зависимости от вида изделия и цели испытаний оно может находиться под электрической нагрузкой или без нее. Если целью испытаний является определение разрушающего действия электролиза или электрохимической коррозии, то изделие должно находиться под электрической нагрузкой. При испытаниях тепловыделяющих изделий,вызывающих недопустимую подсушку, препятствующую их увлажнению, целесообразно выборку изделий разделить на две группы и испытывать одну группу под напряжением, а другую без подачи напряжения.

Прежде чем приступить к непосредственному воздействию повышенной влажности на изделие, его выдерживают в нормальных климатических условиях для осуществления температурной стабилизации (рисунок 2.4-8.49.). Температура изделия должна быть стабилизирована при 25 ±3оС, путем его выдержки в специальной камере (комнате) с нормальными климатическими условиями или в испытательной камере с указанной температурой. Продолжительность периода стабилизации указывается в НТД, но она должна быть не менее 1 ч. Рекомендуется, чтобы в течение последнего часа относительная влажность была повышена до 95%.

В процессе циклических испытаний (цикл 16+8 ч) изделия подвергают воздействию непрерывно следующих друг за другом циклов, состоящих из двух частей:

а) в I части цикла (рисунок 2.4-8.50.) температура в камере повышается в течение 1,5…2,5 ч от уровня температуры лаборатории (25±10°С) до установленного значения, указанного в таблице 2.4-8.9. При этом относительная влажность должна составлять 80…100%. В течение этого периода на изделиях должна конденсироваться влага. Затем в любой точке полезного объема камеры должна поддерживаться заданная температура в течение 16 ч, но не менее 4 раз в 1 ч должны иметь место периодические колебания температуры в 2…3оС при условии, что температура остается в диапазоне 53…57оС. В течение этого периода относительная влажность должна составлять 95…100% и на изделиях появится влага;

б) во II части цикла изделие в камере охлаждают до уровня температуры лаборатории, но не менее чем на 5°С ниже указанной в таблице 2.4-8.9. Относительная влажность при этом должна быть 80…100% вплоть до окончания цикла длительностью 24 ч. В течение этого периода времени на изделиях не должно появляться капель воды.

Время выдержки отсчитывается с момента включения камеры. Скорость повышения температуры и влажности при проведении каждого цикла должна обеспечивать конденсацию влаги на изделиях. Число испытательных циклов выбирают из таблицы 2.4-8.9. в зависимости от установленной степени жесткости.

Особенностью испытаний в циклическом режиме (цикл 12+12 ч) является некоторое отличие временных изменений значений параметров, характеризующих процесс испытаний.

Период стабилизации заканчивается выдержкой изделия в испытательной камере в течение последнего часа при температуре окружающей среды 25 ±3оС и относительной влажности не менее 95%. Значения параметров испытательных режимов выбираются из таблицы 2.4-8.10. в зависимости от степени жесткости испытаний, установленной для изделия.

24-часовой цикл испытаний начинается с постепенного повышения температуры в течение 3 ч+30 мин до значения, указанного в таблице 2.4-8.10. Скорость повышения температуры может быть определена по заштрихованным участкам графиков, приведенных на рисунке 2.4-8.51.а. Относительная влажность в этот период времени должна быть не менее 95%, за исключением последних 15 мин, когда она должна быть не менее 90%. Во время повышения температуры на изделиях должна конденсироваться влага. Условием выпадения росы является то, что температура поверхности изделий должна быть ниже точки росы воздуха в камере. Далее температура в камере поддерживаетсяв пределах заданного значения (±2) до истечения 12ч ± 30 мин с начала цикла. При этом относительная влажность должна быть равна 93+3%, за исключением последних 15 мин, когда она должна находиться между 90% и 100%. В течение последних 15 мин на изделиях не должна конденсироваться влага. Затем температура в камере понижается в соответствии с одним из двух вариантов (рисунок 2.4-8.51.а или 2.4-8.51.б)

Вариант 1. Температура понижается до 25±3°С за время от 3 до 6 ч. Понижение температуры должно производиться со скоростью, определяемой графиком (рисунок 2.4…8.51.а). При этом относительная влажность должна быть не менее 95%, исключая первые 15 мин, когда она должна быть не менее 90%.

Вариант 2. Отличается от варианта 1 тем, что в нем не предусмотрены дополнительные требования понижения температуры в течение первых полутора часов, а также тем, что относительная влажность должна быть не ниже 80% (рисунок 2.4…8.51.б). Затем температура поддерживается равной 25±3°С при относительной влажности не ниже 95% до завершения 24-часового цикла.

В соответствии с НТД во время выдержки могут проводиться измерения значений электрических и (или) механических параметров изделии. Однако выполнять измерения при наличии на изделиях конденсированной влаги не рекомендуется.

По аналогичной методике осуществляют кратковременные испытания в циклическом режиме, целью которых является выявление технологических дефектов, а также дефектов, возникающих при проведении других испытаний. Испытания проводят при повышенной температуре 55 ± 2°С, а также при числе циклов, равном 1, 2, 6. Далее осуществляют восстановление изделия в нормальных климатических условиях или в регулируемых условиях. При восстановлении в регулируемых условиях (рисунок 2.4-8.52.) изделия могут быть перенесены в другую камеру на время восстановления или могут оставаться в испытательной камере. Время переноса изделия в другую камеру не должно превышать 5 мин.

При восстановлении в испытательной камере относительная влажность снижается до 75 ±2% за время не более 30 мин, после чего в течение времени не более 30 мин температуру в камере доводят до уровня температуры лаборатории с точностью ±1°С. Временные интервалы восстановления определяются габаритными размерами и свойствами изделий.

Испытания изделий на воздействие повышенной влажности воздухав постоянном режиме (без конденсации влаги) характеризуются тем, что изделия находятся в камере влажности при относительной влажности воздуха 93±3% при повышенной температуре в течение общей продолжительности выдержки (при длительном или ускоренном испытаниях), зависящих от установленной степени жесткости испытаний (таблица 2.4-8.11.)

Допускается предварительно нагревать изделия до температуры, превышающей испытательную на 2…3°С, и вносить их в камеру с заранее установленным испытательным режимом. При кратковременных испытаниях продолжительность составляет 2, 4, 6 и 10 суток. По окончании испытаний, проводимых по любому из рассмотренных методов, проводят оценку коррозионных разрушений изделий в соответствии с установленными требованиями.

2.4-8.4.5. Условия испытаний на воздействие воды

В условиях транспортирования, хранения и реальной эксплуатации изделии, предназначенных для работы на открытом воздухе в наземных условиях или на кораблях, под навесами, в крытых транспортных средствах, в открытых производственных помещениях и т д., они могут подвергаться воздействию дождя различной интенсивности, воздействию струй и брызг воды, а в отдельных случаях и находиться в воде. Некоторые изделия специального назначения могут подвергаться действию гидростатического давления воды при их погружении на заданную глубину. Все это приводит к необходимости проведения различных видов испытаний изделий на воздействие воды, основной целью которых является определение способности кожуха и уплотнений сохранять компоненты, аппаратуру и средства измерений в рабочем состоянии при воздействии воды и после него. Воздействие может быть в виде:

Ø падающих капель (дождь);

Ø воды под напором (дождь высокой интенсивности, струй воды, ударяющих по испытуемому изделию с определенной силой или падающих под любым углом по отношению к изделию);

Ø давления воды при погружении в воду на заданную глубину или с эквивалентным давлением.

Основными параметрами дождя являются: диаметр капли, объем капли, интенсивность, конечная скорость дождевой капли, скорость дождевых капель.

Различают дождевые капли, диаметр которых более 0,5 мм, и капли мелкого дождя с диаметром 0,2…0,5 мм. Для характеристики количества осадков пользуются понятием интенсивности R (мм/ч) дождя, определяемой количеством воды в мерном цилиндрическом стакане, которое выпало в единицу времени.

Также введены понятия среднего диаметра капли Dy и среднего объемного диаметра D50 Под средним диаметром капли Dy (мм) понимают диаметр капли, равный отношению общего объема воды, падающей на землю, к числу капель:

(2.4-8.60.)

Средний объемный диаметр капли D50 (мм) определяется как диаметр капель, составляющих 50% объема воды, в то время как другие 50% объема воды составляют капли меньших и больших диаметров:

(2.4-8.61.)

Приняты два параметра, характеризующие скорость (м/с) дождевых капель. Конечная скорость дождевых капель, определяемая при их падении в неподвижном воздухе при условии, что гравитационная сила капель уравновешена сопротивлением воздуха

(2.4-8.62.)

где L – содержание жидкой воды в воздухе (г/м3); L = 0,42 R, и скорость (м/с) дождевых капель в потоке с учетом действия ветра.

(2.4-8.63.)

где vW скорость ветра

Ветер со скоростью 9 м/с почти не оказывает влияния на скорость капель.

Целью испытаний на воздействие падающих капель является имитация естественного дождя, а также капель, возникающих вследствие конденсации и просачивания.

Целью испытаний на воздействие погружением является имитация полного или частичного погружения изделия в воду, позволяющая оценить его водонепроницаемость. При этом необходимо определить, способно ли изделие функционировать под водой или только выдерживать условия погружения в воду.

Рекомендуемые страницы: